Bu yazımızla son yıllarda özellikle kış aylarında ve lodos rüzgârlarının etkili olduğu zamanlarda ülkemizde medyanın sürekli haberlerinden biri olan karbon monoksit (CO) zehirlenmesini sebepleri ve sonuçlarını vererek okuyucuları aydınlatmaya çalışacağız.

CO zehirlenmesi de bilimsel bilgi olmadan teknolojisinin gelişiminde katkıda bulunmadan yeni teknolojilerden yararlanmaya çalışmanın tipik bir sonucudur. Prensipte tüm yanma olaylarında yeterli hava, daha doğru ifadeyle gerekli oksijen olmadan yanma olaylarında CO oluşur. Özellikle kapalı alanda mangal kömürü, katalitik sobalarda gaz yakarak ısınma, yeterli hava girişi olmadan hava gazı ve doğal gaz şofben ve kombi yakmalarında, hatta soba, kalorifer kazanı yakılmasında, kapalı garajlarda CO-zehirlenmesi olayları görülür.

Karbon Monoksit Niçin ve Nasıl Oluşur?

Yakacak ismini verdiğimiz odun tezek gibi ilkel yakacaklar, linyit, kömür, akaryakıt ve doğal gaz gibi tüm fosil yakıtlar, hava oksijeni ile yakıldığı zaman yakacakların yapısındaki karbonlar hava oksijeni ile yanarak karbon dioksit ve içerdikleri hidrojenler de su oluştururlar. Yanma adını verdiğimiz bu kimyasal birleşmeler sonucu çevreye ısı yayılır ve ısı yemek pişirmede, ortamın ısıtılmasında ve araçlarda da mekanik enerjiye dönüştürülerek araçların hareketinde kullanılır. Termik santrallerde ise su buharlaştırılarak türbinleri döndürmesiyle elektrik üretilir. Diğer bir ifadeyle yanma tepkimesi sonucu açığa çıkan ısı doğrudan ortam havasını, ısınma sisteminin içerisinde devreden suyu ısıtır veya buharlaştırır. Yanma olayı taşıtlarda gerçekleştirilirse genişleyen hava motor silindirlerini döndürür, yanma ürünleriyle karışık hava eksozlardan atılır veya jetlerde olduğu gibi itme etkisi yapar.

Yanma olayı sırasında yeterli oksijen olmaz veya çıkan gazlar atılamazsa karbon tam yanarak karbon dioksit yerine karbon monoksit oluşur ve diğer akaryakıtlar da tam yanmadan kısmen küçük moleküller halinde çevreye salınır. Karbonun tam yanmadığı ara yükseltgenme basamağındaki karbon monoksit gazı hem indirgendir ve tepkime vermeye yatkındır. Hem de solunum sırasında akciğerlere alınırsa oksijenden daha tercihli olarak hemoglobine bağlanarak kan ve kalbin oksijensiz kalmasıyla zehirlenmeler sonucu canlının ölümüne sebep olur. Yakıtlardaki karbonun tam yanmamasıyla karbon monoksit halinde atılması sağlığı tehdit ederek ölümlere sebep olduğu gibi yakıtın enerjisinin üçte ikisinden yararlanmadan atılmasıyla da yakıt verimini düşürür.  

Tipik bazı yakıtların yanma olaylarını ve açığa çıkan enerjiyi aşağıdaki eşitliklerle gösterebiliriz. 
Tam yanma:
C + O2  ----- CO2  +  -393,5 kJ/mol C  (= -94,1 kKal/mol C )
2H2 + O2---- H2O +  -285,8 kJ/mol H2 (= -63,6 kKal/mol H2 )
CH4 +3O2 ---- CO2 + 2H2O + 890.3 kJ/mol metan (=213.0 kKal/mol metan)
C3H8 + 5O2 ----- 3 CO2 + 4 H2O +  -2219,9 kJ/mol propan (= 531.1 kKal/mol propan)
C2H5OH + 4 O2 ----- 2CO2 + 3H2O  + 1132,6 kJ/mol etanol (=271.0 kKal/mol etanol)
C2H2 + 3O2 ---- 2CO2 + 2H2O + 1585,3  kJ/ mol asetilen (=379.3 kKal./mol asetilen

Tam yanma olmazsa: Karbon dioksit yerine karbon monoksit oluşur.
C + 1/2O2  ----- CO  +  -110.5 kJ/mol C  (= -28,1 kKal/mol C )
2H2 + O2---- H2O +  -285,8 kJ/mol H2 (= -68,5 kKal/mol H2 )
CH4 +3/2O2 ---- CO + 2H2O + 607.3 kJ/mol metan (=145.3 kKal/mol metan)
C3H8 + 7/2O2 ----- 3 CO + 4 H2O +  - 1370 kJ/mol propan (= 328 kKal/mol propan)
C2H5OH + 2 O2 ----- 2CO + 3H2O  + - 800.7 kJ/mol etanol (= 191.5 kKal/mol etanol)
C2H2+ 3O2 ---- 2CO + 2H2O + -1018.0 kJ/ mol asetilen (= 243,6 kKal./mol asetilen

Yukarıdaki kimyasal tepkimeler ve verdikleri enerjilerde görüldüğü gibi ister karbonu veya kömürü, ister diğer yakacakları yakalım yanma ortamında yeteri kadar oksijen olmazsa korbon dioksit yerine zehirli olup, ölümlere yol açan karbon monoksit oluştuğu gibi o yanma olayından alacağımız enerjinin çok altında enerji alabiliriz. Diğer bir ifadeyle bilgisizliğimiz sonucu yakıtı tam yakmamakla sağlığımızı ve paramızı pisipisine kaybederiz. 

Yakıtlar hangi koşullarda ve niçin tam yanamaz? Tam yakma nasıl sağlanır?

Tüm yakma sistemleri ocaklar, sobalar, mangal, şofbenler, kombiler, kalorifer kazanları, araç motorları sürekli temiz hava, yani bol oksijen alacak ve yakıtın tamamını tam yakacak, atık gazları da ortamdan uzaklaştıracak şekilde tasarlanmalıdır. Yeni konutlar, ısıtma ve yakma sistemleri, araçlar da esasen iyi hesaplanmış mühendislik çalışmalarıyla planlanmaktadır. Tehlike bilgisizlik sonucu yanlış ve kaçak yapılarda eskiyen ve bakımı yapılmayan sistemlerde görülmektedir.

Odun, linyit ve kömür gibi kolay ateş almayan ve ortama homojen dağılarak her yanından hava alması zor olan yakacakların en uygun yakılması için yakacakların yanma ortamına taşınmaları ve yanma sürekliliğinin sağlanması bile öğretilir. Yakıcılara çoğu kez yakma kursu almaya da zorlanır. Yanma ortamı sürekli oksijen alacak ve atık gazlar da engelsiz kolayca baca veya eksozdan atılacak şekilde seçilir ve tasarlanır.

Eski tip köy evlerinde soba ve mangal yakmalarında karbon monoksit zehirlenmelerine pek rastlanmazdı. Zira bu evlerde sobada odun ve kömür yeterince önlem almadan yansa bile kapı ve pencere açıklıklarından sürekli yeni hava girişi olduğundan ortamda oksijen eksikliği olmaz, sadece soba boruları veya bacaların çekmemesi nedeniyle ortamı is ve duman kaplardı. Zamanımızdaki hava geçirmez kapı ve pencereli özel yalıtımlı hava geçirmez duvarlı konutlarda yakmaların gerçekleştirileceği özel ayrılmış havalandırmalı ve yanma gazlarının atılacağı mekânlar olmadığında zehirlenme olayları da sık görülmektedir. Özellikle soğuk havalarda kapalı alanlarda soba ve mangal kömürü yakıldığında, soba borularının ve bacaların tıkalı olduğu hallerde veya lodos gibi ters rüzgâr eserek yanma gazlarının tekrar sobaya doğru hücumunda söndürülmeden yanar bırakılan sobaların zehirlediği nice kişiler komşuları ve yakınları tarafından ölmüş bulunmaktadır.

Özellikle kapalı garajlarda ve eksoz gazı kaynaklı karbon monoksit zehirlenmeleri de görülmektedir. Eksozun kaçak yapması durumunda araç içindekiler de zehirlenebil-mektedir.

Yine eski yıllarda çok görülen bir zehirlenme olayı da banyolarda yakılan hava gazı şofbenlerin sebep olduğu zehirlenmelerdi. Doğal gaz şofben bağlantılarının iyi yapılmaması, bacaların iyi çekmemesi, gaz kaçakları gibi olayların sebep olduğu zehirlenmelerden daha çok küçük hacimli ve kapısı kapatılan banyolarda yeterli hava bulamadan yanma ile oluşan karbon monoksitin etrafa yayılması veya oksijensiz kalarak bir baygınlığı izleyen zehirlenme ve ölümler daha yaygın görülürdü.

Şofbenlerin banyo dışına alınma zorunluluğu getirilmesiyle bu tür ölümler en aza indirilebildi. Son yıllarda ise özellikle kat kaloriferi olan ve kontrolsüz, güvenlik kurallarına uymadan kombi sistemi ile ısıtılan evlerde zehirlenme olaylarının arttığı görülmektedir. Tipik bir gereğini yerine getirmeden teknolojiden yaralanmaya çalışmaktan kaynaklanmaktadır. Aynı teknik önlemler araç yakıt sistemleri için de gereklidir. Eski ve bakımsız araç motorlarındaki yanmalar da tam olmadığı zaman bu araçlar karbon monoksit yanında tam yanmamış yakıtları da çevreye vererek enerjisinden tam yararlanmadığı gibi havayı da kirletirler. Bu nedenle eksoz gazı kontrolü zorunluluğu yararlı olmuştur.

Asetilen gibi daha bol oksijene ihtiyaç duyulan teknik gazların yakılmasında yanma ortamına basınçlı hava (kompresörle) verilmelidir.

Karbon monoksitten zehirlenme olayları tamamen nasıl önlenir?
  
Modern yapılarda kurallara uygun kalorifer dairelerinin olduğu merkezi kalorifer sistemleri en güvenilir sistemlerdir. Bağımsız tek daireli villa tipi konutlarda ise yeterli hacim ve havalandırma ve uygun bacaların bulunduğu kombi -kalorifer odaları gibi bölmeler ayrılmalıdır. Kat kaloriferi tercih edilme durumunda “Hermetik kombi” yani yakıcı gazı (havayı) doğrudan dış mekândan alan ve aynı sistemle yanma gazlarını dış mekana veren kapalı sistem kombiler tercih edilmelidir. Ancak bu kombiler daha pahalı olduğundan ekonomik nedenle klasik kombiler tercih edilirse o zaman da kombiler balkon gibi dışa açık mekânda yakılmalıdır. Kombinin yakıldığı mekânın penceresine sürekli hava girişini sağlayacak ızgara yerleştirilmesine ek olarak yanan gazların köşe yapmadan en kısa yoldan doğrudan bacaya verildiği otomatik güvenilir gaz giriş sisteminin olduğu, projeye uygun kombi bağlantısı yapılarak da tehlikesiz ısınma mümkündür. Ancak çok hızlı yüksek devirli yanmalarda tam yanma sağlanamayacağı dikkate alınarak sistemi kapatıp açarak ani ve çok hızlı yakmalar yerine düşük düzeyde sürekli yanma tercih edilmelidir. Yine de kombi ve bacaların periyodik kontrollerinin yapılmalıdır. Kombi satan ve kuran firmalar tüm teknik koşullara uymayan bağlantıyı yapmadıkları gibi, belediyeler de izin vermediğinden günümüzde yeni sistemli konutlarda korkusuz ve güvenli olarak doğal gaz kat kombileri ile de ısınılabilir.

Karbon monoksit insanı nasıl zehirler ve öldürür?

Karbon monoksit (CO) özellikle akciğerler yoluyla solunum sırasında alınır. Hemoglobine ilgisi oksijenden 250 kat daha fazla olduğundan teneffüs edilen havada oksijenden 250 kez daha az olsa bile (yani oksijen normal kuru havanın % 21 kadarını oluşturduğundan havadaki değeri % 0,1 kadar bile olsa) zehirlemeye neden olur. Hemoglobine bağlanarak dolaşım sistemine geçtiğinden oksijen alımını ve kana geçmesini engeller. Hemoglobinle karboksi-hemoglobin bileşiğini oluşturur. Ayrıca COin % 10-15 kadarı myoglobin ve sitokrom oksidaz gibi doku proteinlerine bağlanır. Daha az bir kısmı da plazmada çözünür.  2,3 difosfogliserit oluşumunu azaltarak muhtemelen bununla ilişkili ve daha da önemlisi hemoglobinden oksijenin ayrılması zorlaşır. Kan hücrelere ve dokulara oksijen taşıyamaz hale gelir, yani hipoksi olur. CO zehirlenmesi sonuçta ölüme neden olur. Yaşlılar çocuklardan daha dirençsizdir. Karboksi hemoglobin düzeyi büyüklerde %40a çocuklarda % %50e ulaştığında baygınlık, %60-70e ulaştığında ise ölüm görülür.

Aslında değişik kaynaklardan oluşarak havaya geçen CO derişimi %0,001 kadar bulunur. Hemoglobinin yıkımı sırasında açığa çıktığından düşük düzeyde de olsa her insanda bulunur. Yeni doğan çocuklarda ve sigara içenlerde miktarı normalin iki katı üzerine çıkabilmektedir. Tehlike sınırı 50ppm veya 55 mg/m3 olarak verilir.

Zehirlenenler normal yaşama döndürülebilir mi?

Zehirlenen kişiler bayılmış olsalar bile sağlık kuruluşlarına yetiştirilebilirlerse normal yaşama döndürülebilirler. Çoğu kez de deneyimli hekimler kanda karboksi hemoglobin ve oksi hemoglobin tayini gibi normal zehirlenme teşhisi için gerekli tetkikleri yapmadan bile tedaviye başlayabilir. Sağlık kuruluşuna ulaştırılan hastanın acil kan kontrolü yapılarak çok geç kalınmadan hastaya basınçlı oksijen verme, serum fizyolojik vererek kanı seyreltme, bikarbonat çözeltisiyle kanın pH ayarı, oksijence zenginleşmiş kan verme gibi acil müdahalelerle ölüm öncesi hasta bile normale döndürebilir. Hatta zehirlenme nedeniyle görülebilecek geçici nörolojik bozukluklar bile tedavi edilebilir. Bu nedenle zehirlenme olayına tanık olanlar zehirlenmesinden şüphelenilenleri zaman kaybetmeden en yakın sağlık merkezine ulaştırılmalıdırlar. Sonuç olarak hastalar şuursuz, baygın bile olsalar ümit kesilmeden tedaviye çalışılmalıdır. Örnek olarak Almanyada 1968-1975 yılları arasında hastaneye getirilen 3779 zehirlenme mağdurundan sadece 130u (%3.4) kurtarılamayarak ölümle sonuçlanmıştır. İşyeri zehirlenmelerinde ölüm oranı sadece % 1.8 kadardır.

Karbon monoksit dedektörleri her zaman güvenli mi?

Hava gazı kullanıldığı yıllarda gazlara etil merkaptan gibi pis okulu gazlar da eklenerek kullanıcıların gaz kaçağına karşı uyarılmaları sağlanırdı. Zira hava gazı hidrojen gibi patlamayla yanacak gazın yanında karbondioksit gibi zararsız ve kokusuz zehirli gazlar da içerirdi. Gaz kaçağı ve sızıntısı sıkışma ve elektrik kontağı ile patlamalara neden olur. Ancak ölümle sonuçlanan olaylar gaz kaçağı sonucu değil, az yanma sonucu oloşan CO gazından kaynaklanır. Doğal gazlara bu tür gazlar eklenmesi yerine daha teknik önlemlerle gaz kaçakları hiç olmayacak şekilde iletim ve yakma sistemleri geliştirilmiştir. 

Karbon monoksit zehirlenme olayları sıklaştıkça bu gaza özgü gaz dedektörleri reklamları da artmakta ve tüm kullanıcılar adeta gaz dedektörü almaya zorlanmaktadır. Teknolojinin, özellikle elektronik algılama sistemlerinin geliştiği çağımızda CO dedektörleri de üretilmiştir. Prensip olarak bir ortamda CO varlığını gösteren ve uyaran bu gazın fiziksel ve kimyasal özelliklerine dayalı spesifik dedektörler de yapılmıştır. İnfraret absorpsiyonuna dayalı dedektörler çok pahalı, kimyasal tepkimeye dayalı dedektörlerin ise kullanımı zor ve pratik değildir. Piyasada ucuz satılabilen COe özel kristal dedektörleri ise kısa ömürlü olması yanında pilleri zamanında değiştirilmezse verdiği güvenlik aldatıcı olabilir. Dedektör kullanma yerine tam yakma ve atık gazları zararsız atma tekniklerine uygun önlemlerin alınması daha doğru ve güvenli yoldur.

Aslında zehirlenmenin başladığı şiddetli baş ağrısı, baş dönmesi, güçsüzlük ve halsizlik, görmede bozukluk, sersemlik, bulantı ve kusma, vücutta uyuşuklukla, sonunda bayılmayla kendini gösterdiğinden en iyi önlem bilgi ve bilgili olmaktır.